KR20030041089A - 위치 결정 제어 장치 - Google Patents

위치 결정 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20030041089A
KR20030041089A KR1020020071030A KR20020071030A KR20030041089A KR 20030041089 A KR20030041089 A KR 20030041089A KR 1020020071030 A KR1020020071030 A KR 1020020071030A KR 20020071030 A KR20020071030 A KR 20020071030A KR 20030041089 A KR20030041089 A KR 20030041089A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
model
head
signal
input
control signal
Prior art date
Application number
KR1020020071030A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100487042B1 (ko
Inventor
아쯔미다께노리
고바야시마사히또
나까가와신스께
Original Assignee
가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Publication of KR20030041089A publication Critical patent/KR20030041089A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100487042B1 publication Critical patent/KR100487042B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/10—Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Abstract

본 발명은 자기 디스크 장치의 위치 결정 제어 장치에 관한 것으로, 제어 프로그램 내에 내부 모델(42∼44)과 궤도 생성부(40)를 구축하고, 생성된 위치 궤도와 속도 궤도, 및 내부 모델 위치와 내부 모델 속도에 기초하여, 제1 조작 신호 Umf를 일정 샘플 시간 Tu 출력한 후, 제2 조작 신호 Ums를 일정 샘플 시간 Tu 출력하는 조작 신호를, 2×Tu초 후의 내부 모델이 출력하는 위치 Pm 및 속도 Vm이 생성된 위치 궤도 및 속도 궤도와 일치하도록 모델 제어부(41)에서 Umf, Ums를 산출한다. 또한, 헤드 이동용 보이스 코일 전류의 포화가 그 검출기(48)로 검출되었을 때에는 검출한 보이스 코일 전류로부터 위치 피드백 신호 Uh를 뺀 신호를 내부 모델 입력으로 함으로써 모델을 제어 대상에 추종시켜 제어 성능의 열화를 방지한다.

Description

위치 결정 제어 장치{POSITIONING CONTROL APPARATUS}
본 발명은 위치 결정 제어 장치에 관한 것으로, 특히 자기 디스크 장치의 헤드 위치 결정 제어에 적합한 위치 결정 제어 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 외부 기억 장치로서 이용되는 자기 디스크 장치는, 자기 헤드가 회전하고 있는 자기 디스크면 상의 목적으로 하는 트랙으로 이동하여 데이터의 기록 재생을 행하며, 자기 디스크 장치에 대한 데이터 액세스의 처리 속도를 향상시키기 위해서, 자기 헤드를, 목표로 하는 트랙 위치로 고속이며 고정밀도로 이동시킬 필요가 있다. 이 자기 헤드의 위치 결정 제어 장치의 종래 기술로서는, 예를 들면 일본 특개평4-000508호에 개시되어 있는 것이 있다. 이 기술에서는 헤드 위치 및 헤드 이동 속도를 검출하고, 검출한 헤드 위치와 목표 위치와의 편차로부터 목표 위치로 도달하기 위한 속도 궤도(프로파일) 및 헤드 구동 전류의 궤도를 생성하고, 속도 궤도가 나타내는 속도와 검출한 헤드 이동 속도의 오차 및 헤드 구동 전류 궤도가 나타내는 값에 따라 헤드 구동 전류를 피드백 제어하고 있다. 또한, 일본 특개2001-135050호에는 상기한 바와 마찬가지인 피드백 제어 외에, 헤드 구동 전류에 대응하는 가속도 신호를 입력으로 하여 헤드를 피드/포워드 제어하는 기능을 부가하고, 이에 의해 피드백 제어로 생기는 오버뮤트를 방지하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 논문 「멀티 레이트 샘플링을 이용한 완전 추종 제어법에 의한 자기 디스크 장치의 씨크 제어」(후지모또 외, 전기학회 논문지 D 산업 응용 부문지 120권 10호, 1157∼1164페이지, 2000년 10월)에는 도 3에 도시하는 위치 결정 장치가 개시되어 있다. 이 장치에서는 도시하지 않는 목표 위치로 도달하기까지의 목표위치 Po가 주어지면, 궤도 생성부(31)는 우선 목표 위치로 도달하기까지의 시간(씨크 타임)을 구한다. 그리고, 헤드 구동의 제어 주기를 트랙 위치 검출 주기 2Tu의 절반인 Tu로 했을 때, 상기 씨크 타임을 실현하기 위한, 2Tu마다 그 값이 변화하는 위치 궤도 Pt와 속도 궤도 Vt를 구한다. 가속도 생성부(32)는 상기한 위치 궤도 Pt와 속도 궤도 Vt를 이용하여, 피드/포워드 제어 신호 Um을 다음 식에 의해 산출한다.
단, Ptb, Vtb는 2Tu 전에 산출한 Pt, Vt의 값이고, n은 씨크 동작 개시 시점보다 Tu를 일주기로 하여 몇주기째인지를 나타내는 정수이다. 모델(33)은 제어 대상을 나타내는 모델로, 예를 들면 2중 적분 및 시간 지연을 포함하는 시스템으로서 제공한다. 이 모델은 수학식 1로 구해진 피드/포워드 제어 신호 Um으로부터 위치 피드백 모델 위치 신호 Pf를 산출하고, 이때부터 실제로 검출된 제어 대상(35)의 위치 신호 P와의 차가 오차 신호 e로서 위치 제어기(34)로 입력되고, 여기서 피드백 제어 신호 Uh가 생성된다. 제어 대상(35)은 피드/포워드 제어 신호 Um 및 피드백 제어 신호 Uh의 합의 제어 신호 D에 의해 제어된다.
또한, 논문 "Multi-rate Two-Degree-of-Freedom Control for Fast and Vibration-less Seeking of Hard Disk Drives"(Shinsuke Nakagawa 등, TheAmerican Control Conference, 25 27, July, 2001, Arlington)에서는 상술한 후지모또 등에 의한 방법에 대하여, 기구 공진 특성을 고려한 목표 위치 궤도의 산출 방법을 제안하고, 또 다른 성능 개선을 실현하고 있다.
후지모또 등의 방법 및 나까가와 등의 방법은, 산출한 위치 궤도 및 속도 궤도에 헤드 위치를 추종시키는 피드/포워드 제어계와, 헤드 위치와 목표 위치 궤도의 편차를 압축하는 피드백 제어계로 구성되어 있으며, 피드/포워드 제어계에 따른 전류 지령값과 실제 액튜에이터에 흐르는 전류값에 차이가 없으면 양호한 추종 특성이 실현 가능하다. 그러나, 헤드의 이동 거리가 클 때에는 큰 구동 전류를 흘리고자 하는 제어 신호가 되므로, 헤드를 기동하는 액튜에이터에서 전류 포화가 생기기 쉽다. 액튜에이터에서의 전류 포화 등에 의해, 피드/포워드 제어계에 의한 전류 지령값과 실제로 액튜에이터에 흐르는 전류값 사이에 큰 차가 생긴 경우, 헤드 위치 P와 위치 피드백용 모델 위치 신호 Pf의 편차가 증대하여, 안티 와인드업(anti-windup) 현상에 의한 추종 성능의 악화를 피할 수 없다. 또한, 피드/포워드 입력을 계산할 때에 발생하는 연산 오차나 수치의 반올림 오차에 의해, 위치 피드백용 모델 위치 신호 Pf와 헤드 위치 P의 편차가 증대하는 것도 문제가 된다.
본 발명은 상기한 신스께 나까가와 등의 기술을 개선하고, 액튜에이터에 있어서 전류 포화가 생긴 경우나 연산에 의한 오차가 문제가 되는 경우에도 제어 성능이 악화하지 않도록 한 위치 결정 제어 장치의 실현을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 위치 결정 제어 장치의 구성예를 나타내는 블록선도.
도 2는 본 발명의 위치 결정 제어 장치와 자기 디스크 헤드부의 구성예.
도 3은 종래의 위치 결정 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 VCM 전류 비포화 시의 전환기 동작을 도시하는 도면.
도 5는 VCM 전류 포화 시의 전환기 동작을 도시하는 도면.
도 6은 VCM 전류 포화 시의 전환기의 다른 동작을 도시하는 도면.
도 7은 도 1의 위치 결정 제어 장치의 전체의 동작을 도시하는 순서도의 일례.
도 8a 내지 도 8d는 도 1의 위치 결정 제어 장치의 동작예를 도시하는 도면.
도 9는 도 1의 위치 결정 제어 장치의 전체의 동작을 도시하는 다른 순서도의 일례.
도 10은 본 발명을 이용한 가속도의 시각력 응답의 일례.
도 11은 공지 방법을 이용한 가속도의 시각력 응답의 일례.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 자기 헤드
2 : 보이스 코일 모터(VCM)
4 : 캐리지
5 : 자기 디스크
6 : 스핀들 모터
10 : AD 변환기
11 : DA 변환기
40 : 궤도 생성부
41 : 모델 제어부
42 : 강체 모델
43 : 공진 모델
44 : 무효 시간 모델
45 : 위치 제어기
47 : 전환기
48 : 포화 검출부
200 : 제어 대상
471 : 공진 방지 프로그램
D : VCM 제어 신호
P : 위치 신호
본 발명은 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를, 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치로서,
주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의 샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델(dead time model)과,
상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델 위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는 위치 제어 수단과,
헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지의 여부를 검출하는 포화 검출 수단과,
상기 위치 신호의 짝수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 홀수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 입력 제어 신호와의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 입력 제어 신호 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를, 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치로서,
주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델과,
상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는 위치 제어 수단과,
헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지의 여부를 검출하는 포화 검출 수단과,
상기 위치 신호의 샘플링 시점보다 샘플링 주기 Ts 전반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 후반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 입력 제어 신호와의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 입력 제어 신호 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를, 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치로서,
주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델과,
상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델 위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는 위치 제어 수단과,
헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지의 여부를 검출하는 포화 검출 수단과,
상기 위치 신호의 짝수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 홀수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 하고, 또한 상기 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호의 차의 절대값이 미리 정한 임계치를 초과하고 있을 때에는 이들 두 개의 모델 피드백 제어 신호의 평균값을 진동 보상 입력으로 하고, 상기 절대값이 상기 임계치를 초과하고 있지 않을 때에는 상기 입력 제어 신호를 진동 보상 입력으로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 진동 보상 입력과의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 진동 보상 입력 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를, 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치로서,
주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델과,
상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델 위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는위치 제어 수단과,
헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지의 여부를 검출하는 포화 검출 수단과,
상기 위치 신호의 샘플링 시점보다 샘플링 주기 Ts 전반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 후반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 하고, 또한 상기 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호의 차의 절대값이 미리 정한 임계치를 초과하고 있을 때에는 이들 두 개의 모델 피드백 제어 신호의 평균값을 진동 보상 입력으로 하고, 상기 절대값이 상기 임계치를 초과하고 있지 않을 때에는 상기 입력 제어 신호를 진동 보상 입력으로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 진동 보상 입력과의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 진동 보상 입력 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 상기 헤드계의 공진 모델을 부가하여 이 모델과 상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 상기 위치 피드백용 모델 위치를 산출함과 함께, 상기 전환 수단은 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치를 개시한다.
또한, 본 발명은 상기 헤드계의 공진 모델을 부가하여 이 모델과 상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 상기 위치 피드백용 모델 위치를 산출함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 진동 보상 입력을 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치를 개시한다.
〈실시예〉
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 위치 결정 제어 장치와 제어 대상으로서의 자기 디스크 장치 헤드부의 구성을 도시한 것으로, 스핀들 모터(6)에는 기록 매체인 자기 디스크(5)가 고정되어 있으며, 정해진 회전 수에 따라 회전하고 있다. 또한, 스핀들 모터(6)에 재치된 자기 디스크(5)의 측 방향으로는 피봇 베어링(3)이 스핀들 모터 축에 평행하게 되도록 설치되어 있다.캐리지(4)는 피봇 베어링(3)에 요동 가능하게 고정되어 있다. 자기 헤드(1)는 캐리지(4)의 선단에 고정되어 있다. 자기 헤드(1)를 이동시키기 위한 동력은 보이스 코일 모터(VCM)(2)에 의해 발생한다. 자기 디스크 상의 서보 섹터(7)에는 트랙 위치 신호가 기록되어 있다. 자기 헤드에 의해 판독된 신호는 헤드 신호 증폭기(8)에 의해 증폭되고, 서보 신호 복조기(9)에 의해 복조된다. 복조된 서보 신호(19)는 AD 변환기(10)로 디지털화되고, 버스(13)를 통해 MPU(16)에 입력된다. 특히 서보 섹터(7)에 기록된 위치 신호는 자기 디스크(5)의 회전 수가 일정하므로, 일정 시간 주기로 판독되고, 이것은 디지털화된 위치 신호 P로서 MPU(16)에 입력된다. VCM2에 실제 흐르고 있는 전류는 전류 검출기(20)로 검출되고, AD 변환기(21)로 디지털화되어 디지털의 VCM 전류 신호 IV로서 MPU(16)에 입력된다.
MPU(16)에 대해서는 버스(13)를 통해 ROM(15), RAM(14)이 설치된다. ROM(15)에는 MPU(16)로 실행하는 본 발명의 기능을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 각종 제어 프로그램이 저장되고, 또한 각종 제어에 필요한 파라미터도 저장되어 있다. MPU(16)에 대해서는 버스(13)를 통해 인터페이스 컨트롤러(17)가 접속되고, 호스트측 컨트롤러(18)의 커맨드를 받아, MPU(16)에 대해서 리드/라이트의 액세스 요구를 한다. 데이터의 리드/라이트를 요구하는 커맨드(씨크 커맨드)가 발행되면, MPU(16)는 ROM(15)의 프로그램을 실행하여, 현재 헤드 위치로부터 목표 위치까지의 거리에 따라 최적의 VCM 제어 신호 D를 생성하고, DA 변환기(11) 및 파워 증폭기(12)를 통해 VCM(2)으로 인가한다. VCM(2)은 헤드 액튜에이터의 구동력을 발생하고, 헤드를 목표 위치로 위치 결정한다.
도 1은 본 발명의 위치 결정 제어 장치의 구성예를 도시하는 블록선도로, 도 2에서 설명한 MPU(16)의 처리에 의해 실현된다. 도 1에서, 제어 대상(200)은 도 2의 MPU(16)에서 계산되는 VCM 제어 신호 D를 입력으로 하고, 헤드의 트랙 위치가 디지털화되어 위치 신호 P로서 출력되기까지의 전달 특성을 가리킨다. 한편, 제어부(100)는 데이터의 기입 및 판독을 행하는 트랙의 목표 위치 Po, 현재의 헤드 위치를 나타내는 위치 신호 P, 및 VCM2에 흐르고 있는 전류의 검출값 IV가 입력되고, 이들 입력값에 기초하여 헤드를 위치 결정하는 VCM 제어 신호 D가 계산되어, VCM2에 인가된다. 이하, 제어부(100)의 각 블록의 동작을 설명한다.
지금, 위치 신호 P의 검출 주기 및 피드백 제어 신호 Uh의 전환 주기를 Ts로 하고, 헤드 구동의 제어 주기 Tu를 Ts와 동등하게 한다. 궤도 생성부(40)는 데이터의 기입 및 판독을 행하는 목표 트랙에 상당하는 목표 위치 Po와 목표 위치에 도달하기까지의 씨크 시간 Tf를 산출하고, 2×Tu초마다의 위치 궤도와 속도 궤도 Vt를 발생한다. 그 때, 위치 궤도 Pt 및 속도 궤도 Vt의 초기값은 이들 씨크 동작 개시 시에서의 값으로 하고, 이들 초기값과 동일하게 씨크 동작 개시 시의 가속도를 이용하여 각 시각 t=0, 2Tu, …에 있어서의 궤도 Pt, Vt가 산출된다. 또한, VCM 전류가 포화 상태로부터 비포화 상태로 회복했을 때나, 씨크 종단에 근접함에 따라 연산 정밀도를 높이고자 할 때 등, 위치 궤도 및 속도 궤도를 재구축함으로써 제어 성능이 향상하는 경우가 있다. 그와 같은 경우에는 전환을 행하는 시각 Tc에서, 후술하는 모델의 입출력 신호를 이용하여, 초기 위치를 강체 모델 위치 Pm에, 초기 속도를 강체 모델 속도 Vm에, 초기 가속도를 신호 M1에 재기입하고, 위치 궤도 Pt 및 속도 궤도 Vt를 재구축한다. 재구축된 위치 궤도 및 속도 궤도를 계산할 때에는 씨크 시간은 Tf-Tc로 하고, 현재 시각은 t-Tc로 한다.
제어부(100)는 그 내부 모델로서, 강체 모델(42)과 공진 모델(43) 및 무효 시간 모델(44)을 갖는다. 이들은 종래 기술과 마찬가지여도 된다. 또, 제어 대상이 갖는 공진 특성의 영향이 작은 경우나 모델화가 곤란한 경우에는, 반드시 공진 모델(43)을 고려할 필요는 없다. 강체 모델(42)은 수학식 2, 수학식 3에 의해 강체 모델 위치 Pm 및 강체 모델 속도 Vm을 산출한다.
단, Pmb 및 Vmb는 이전 샘플 시점에서의 강체 모델 출력의 Pm, Vm의 값이고, Umfb는 후술하는 바와 같이 모델 제어부(41)에 의해 2Tu마다 산출되는 모델 피드백 제어 신호 Um의 값이다. 또한, 공진 모델(43)은 입력 신호로부터 공진 모델 위치까지의 펄스 전달 함수를 이용하여 표현한 경우, 연속 시간계에서의 진동 모드를 나타낸다.
을 샘플링 주기 Tu에서 0차 홀드에 의해 이산화한 것으로 한다. 또한, 무효 시간 모델(44)은 제어계가 갖는 무효 시간을 Td로 하여 펄스 전달 함수를 이용하여 표현한 경우, 무효 시간 요소의 전달 함수
를 유리 함수에 근사한 후에 이산 시간계에서 실현한 것으로 한다. 본 실시예에서는 유리 함수에 근사시키는 방법으로서 Pade 1차 근사를 이용하였다.
위치 제어기(45)는 자기 디스크 장치에서는 공지의 바람직한 제어 성능을 실현하기 위한 팔로잉 보상기로 구성되고, 위치 피드백용 모델 위치 Pf와 위치 신호 P의 편차를 압축하는 피드백 제어 신호 Uh를 계산한다. 여기서는 위치 정보 P의 샘플링 주기 및 피드백 제어 신호 Uh의 주기는 모두 Ts초이고, 모델 피드백 제어 신호 Um의 주기와 동등하다.
모델 제어부(41)는 위치 궤도 Pt, 속도 궤도 Vt와 강체 모델 위치 Pm, 및 강체 모델 속도 Vm을 2×Tu초마다 참조하고, 2×Tu초 후에, 강체 모델 위치 Pm이 위치 궤도 Pt와 일치하고, 강체 모델 속도 Vm이 속도 궤도 Vt에 일치하도록, 모델 피드백 제어 입력 Um을 수학식 6에 의해 계산한 것으로, 씨크 제어 개시로부터 n(=0, 1, 2, …)×Tu 기간에 n이 짝수이면 Um을 Umf로 하고, n이 홀수이면 Um을 Ums로 한다.
계수(52)는 검출한 VCM 전류값 신호 IV를 제어 대상(200)의 가속도를 나타내는 가속도 신호 U로 변환하는 상수이다.
전환기(47)는 모델 피드백 제어 신호 Um, 피드백 제어 신호 Uh, 및 가속도 신호 U를 입력으로 하고, VCM 전류의 포화/비포화를 검출하는 검출부(48)의 출력에 따라 그 출력인 모델 입력 M1, M2 및 VCM 제어 신호 D의 값을 전환한다. 포화 검출부(48)에서의 VCM 전류가 포화 상태인지 비포화 상태인지의 판단은 VCM 제어 신호 D와 대응하는 VCM 전류 신호 IV와의 비교에 의해 행하고, 양자의 차가 소정치 이상일 때를 포화 상태로 한다.
도 4는 VCM 전류가 포화하지 않은 경우의, 전환기(47)의 동작예를 도시하는 블록선도이다. 진동 방지 프로그램(471)은 모델 제어부(41)에서 산출된 두 개의 값의 차, 즉 Umf-Ums의 절대값이 임의의 규정치보다 큰 경우에 Umf와 Ums의 평균값을 신호 W로서 출력하고, 이 때에는 W의 값은 2Tu마다 변화한다. 또한, Umf-Ums의 절대값이 임의의 규정치보다 작은 경우에는 모델 피드백 제어 신호 Um을 그대로 신호 W로서 출력하고, 이 값은 Tu마다 변화한다. 이 진동 방지 프로그램을 삽입함으로써, 모델 피드팩 제어 신호 Um이 진동적으로 된 경우, 제어 대상(200) 및 공진 모델(43)이 모델 피드백 제어 신호 Um에 의해 진동되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 모델 입력 M1은 모델 피드백 제어 신호 Um으로 하고, 모델 입력 M2는 진동 방지 프로그램을 통과 후의 신호 W로 한다. VCM 제어 신호 D는 신호 W와 피드백 제어 신호 Uh의 합으로서 구한다.
도 5는 VCM 전류가 포화되어 있는 경우의 전환기(47)의 동작예를 도시하는 블록선도로, 진동 방지 프로그램(471)은 도 4의 경우와 동일한 것이다. VCM 제어 신호 D는 진동 방지 프로그램(471)의 출력 신호 W로 하고, 모델 입력 M1과 모델 입력 M2는 가속도 신호 U로부터 피드백 제어 신호 Uh를 뺀 신호로서 계산된다.
도 6은 VCM 전류가 포화되어 있는 경우의 전환기(47)의 다른 동작예를 도시하는 블록선도이다. 이 블록선도는 모델 입력 M1, M2는 도 5의 경우와 동일하지만, VCM 제어 신호 D를 가속도 신호 U로 하고 있는 점이 다르다.
이상으로 도 1의 각 블록의 동작을 설명하였지만, 다음으로 이들 각 블록 동작을 통합한 위치 결정 제어의 동작을 도 7에 도시하는 순서도를 이용하여 설명한다. 우선, 호스트측 컨트롤러(18)(도 2)로부터 씨크 커맨드가 발행되면, 데이터의 기입 및 판독을 행하는 목표 트랙에 대응한 목표 위치 Po와 씨크 완료까지의 시간(씨크 타임) Tf를 궤도 생성부(40)에서 산출한다(단계 S1). 다음으로, 씨크 개시 시각으로부터 현재 시각까지의 헤드 위치 정보의 샘플링 횟수(씨크 개시 시의 위치 정보의 샘플링은 포함하지 않음)를 n=1, 2, …로 했을 때, n이 짝수(씨크 개시 시에는 n=0)인 경우에, 궤도 생성부(40)에서 위치 궤도 Pt, 속도 궤도 Vt를 계산하고, 또한 이들 값 Pt, Vt와 전의 샘플 시에 계산 완료된 강체 모델 위치 Pm 및 강체 모델 속도 Vm을 이용하여 모델 제어부(41)에서 모델 피드백 제어 신호 Um을 수학식 6에 의해 계산한다(단계 S2∼S4).
다음으로, 진동 방지 프로그램(471)의 처리를 행한다. 우선, 산출한 수학식 6의 두 개의 값 Umf, Ums의 차의 절대값이 소정치 δ보다 큰지를 조사하고(단계 S5), 클 때에는 진동 방지 프로그램(471)의 출력 신호 W를 (Ums+Umf)/2로 한다(단계 S6). 상기 절대값이 δ보다 작을 때에는 샘플링 횟수 n이 짝수이면 W=Umf로 하고, 홀수이면 W=Ums로 한다(단계 S7∼S9).
다음으로, 위치 피드백용 모델 위치 Pf로부터 검출한 위치 신호 P를 뺀 위치 편차를 위치 제어기(45)에 입력하여 피드백 제어 신호 Uh를 계산한다(단계 S10). 다음으로, VCM 전류가 포화되어 있는지의 여부를 포화 검출부(48)에서 판정하고(단계 S11), 포화하지 않을 때에는 모델 입력 M1=Um, 모델 입력 M2=W, VCM 제어 신호 D=W+Uh로 하고(단계 S12), 포화하고 있을 때에는 모델 입력 M1=M2=U-Uh, VCM 제어 신호 D=W(도 5의 경우) 또는 D=U(도 6의 경우)로 한다(단계 S13). 모델 입력 M1, M2가 구해지면, 다음에 강체 모델 위치 Pm, 강체 모델 속도 Vm, 공진 모델 위치 Pr을 계산하고(단계 S14), 그 후 강체 모델 위치 Pm과 공진 모델 위치 Pr의 합을 무효 시간 모델(44)에 입력하고, 위치 피드백용 모델 위치 Pf를 계산한다(단계 S15). 그리고, 씨크 개시로부터 현재까지의 시간인 n×Tu가 씨크 타임 Tf 미만이면(단계 S16에서 No), 위치 신호 P를 샘플링하고(단계 S17), 지금까지의 연산 처리가 반복된다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 제어 프로그램에 내부 모델로서, 강체 모드를 이산 시간계에서 실현한 궤도 추종용 모델과, 강체 모드와 기구공진 및 등가 무효 시간을 포함한 모델을 이산 시간계에서 실현한 헤드 위치 추종용 모델을 실현하고, 그 궤도 추종용 모델의 위치 Pm과 궤도 추종용 모델의 속도 Vm이, 다음 샘플 시점에서 목표 위치 궤도 Pt와 목표 속도 궤도 Vt에 일치하도록 피드백(궤도 추종 피드백) 제어 신호 Um을 계산한다. 그리고, 액튜에이터의 전류가 포화하지 않을 때에는 궤도 추종용 피드백 신호 Um을 내부 모델 및 액튜에이터에 입력한다. 한편, 전류 포화 시에는 궤도 추종용 모델에 대해서는 궤도 추종용 피드백 신호 Um이 아니라, 검출한 VCM 전류에 기초한 가속도 지령값 U를 입력한다.
다음으로, 헤드 위치 추종용 모델 위치와 헤드 위치와의 편차를 압축하는 피드백(모델 추종 피드백) 제어 신호 Uh를 계산한다. 그리고, 액튜에이터의 전류가 포화하고 있지 않을 때에는 모델 추종 피드백 신호 Uh를 액튜에이터측에 입력하고, 전류 포화 시에는 부호를 반전시킨 모델 추종 피드백 신호 -Uh를 내부 모델측에 입력한다. 이에 의해, 전류 비포화 시에는 헤드 위치가 헤드 추종용 모델 위치에 추종하고, 전류 포화 시에는 헤드 추종용 모델 위치가 헤드 위치에 추종하는 구조가 된다. 또한, 전류 포화 시에, 내부 모델에 VCM 전류값에 기초하는 가속도 지령값을 입력함으로써, 전류 포화 시의 헤드 위치와 모델 위치와의 편차를 억제할 수 있다.
도 8a ∼도 8d는 도 1에 도시한 위치 결정 장치의 동작예를 도시하고 있으며, 목표 위치 Po=2㎜, 씨크 타임 Tf=3㎳, 제어 주기 Tu=Ts=40㎲, 모델의 지연 시간 Td=10㎲, 또한 수학식 4의 공진 모델의 파라미터를 a=1.0, ζ=0.5, ωn=2×π×4000으로 한 경우에, 도 8a는 위치 궤도 Pt의 시각력 응답(timeresponse)이며, 도 8b는 속도 궤도 Vt의 시각력 응답이다. 이와 같은 궤도를 제공하였을 때, 위치 신호 P의 시각력 응답은 도 8c에 도시한 결과가 되었다. 또한, 그 때의 전류 파형의 시각력 응답은 도 8d이다. 이들 결과로부터, 본 발명을 적용한 위치 결정 제어계에서는 위치 궤도 Pt에 대하여, 실제의 헤드 위치인 위치 신호 P가 양호한 정밀도로 추종하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, VCM 전류 IV의 시각력 응답으로부터, 본 실시예에서는 VCM 전류가 포화되어 있는 것을 확인할 수 있고, 본 발명에 따른 위치 결정 제어계는 전류 포화가 생긴 경우에도, 양호한 정밀도로 헤드 위치를 목표 궤도에 추종시키는 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 위치 결정 제어 장치의 다른 구성예의 동작을 도시하는 순서도로, 블록선도로서는 도 1과 동일하다. 단, 일부 블록에서의 동작이 다르다. 도 7의 순서도로 도시한 경우에는 위치 정보 P의 샘플링 주기 및 피드백 제어 신호 Uh의 주기 Ts와 모델 피드백 제어 신호 Um의 전환 주기 Tu는 동일하게 하고 있었지만, 도 9의 경우에는 샘플링 주기 및 피드백 제어 신호 Uh의 주기는 Ts에 대하여 모델 피드백 제어 신호의 주기 Tu를 Ts/2로 하고 있다. 즉, 모델 피드백 제어 신호 Um을 위치 신호 P의 샘플링에 대하여 2배 멀티 레이트인 것으로 한 경우이다.
도 9에서, 단계 S21, S22, S23, 및 S24의 연산은 도 7의 단계 S1, S3, S4 및 S10의 연산과 각각 동일하고, 이들에 의해, 매 샘플링 시간(Ts마다)에 위치 궤도 Pt, 속도 궤도 Vt, 수학식 6에 도시한 모델 피드백 제어 신호 Um의 값 Umf, Ums와, 피드백 제어 신호 Uh를 산출한다. 다음으로, 포화 검출부(48)에 의한 포화의 판정을 행하고(단계 S25), 포화되어 있지 않을 때에는 타이머를 스타트시킨다. 이것은 스프트웨어적으로 구성한 타이머이어도 되고, 위치 신호 P의 샘플링 주기 Ts의 절반, 즉 Tu로 타임업하는 것으로 한다(단계 S26). 그리고, 제어용 파라미터 s를 0으로 하고(단계 S27), 제어 신호 Um을 Umf로 해 두고(단계 S28), ｜Umf-Ums｜>δ인지를 판정한다(단계 S29). 만일 ｜Umf-Ums｜가 소정치 δ보다 클 때에는 진동 방지를 위해 W=(Umf+Ums)/2로 하고(단계 S30), δ보다 작을 때에는 W=Um으로 한다(단계 S31). 그리고 모델 입력 M1=Um(=Umf), 모델 입력 M2=W, VCM 제어 신호 D=W+Uh로 한다(단계 S32). 다음으로, s=1인지를 조사하고(단계 S33), s=1이 아니면 타이머가 타임 업하는 것을 대기한다(단계 S34). 타임 업하면 Um=Ums로 해 두고 s를 1로 하고(단계 S35, S36), 단계 S29로 되돌아간다. 이렇게 해서 샘플링 주기 Ts의 전반의 Tu 동안의 제어가 행해진다. 타임 업 후의 단계 S29 이하는 후반의 Tu 동안의 제어이고, 이 때에는 Um=Ums로서 마찬가지의 처리가 행해지고, s=1로 되어 있으므로, 다음의 처리로 이행한다. 또한, VCM 전류가 포화하고 있을 때에는 두 개의 모델 입력 M1, M2 모두 U-Uh로 하고, VCM 제어 신호 D를 W(또는 U)로 한다(단계 S37). VCM 제어 신호가 출력된 후의 단계 S38, S39, S40의 처리는 도 7의 단계 S14, S15, S16 각각 동일하다. 이상에서 설명한 도 9의 처리에 의해서도, 도 7과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
도 10은 본 발명을 이용한 최대 감속 시 부근의 제어 입력을 도시하는 일례이다. 본 발명을 이용한 경우, 모델 출력을 피드백하는 방식에 의해 제어 프로그램에 기인하는 양자화 오차 등을 수정할 수 있다. 그 결과, 전류 파형에 있어서 최대 감속 시 부근에 미량의 요철이 발생하는 경우가 있다. 즉, 최대 감속 시에있어서의 가속도의 플러스/마이너스가 적어도 3샘플 이상 연속으로 반전하게 된다. 이 요철의 발생은 초기값이나 이동 거리에 따라 그 크기도 변화한다. 도 11은 마찬가지의 위치 궤도 및 속도 궤도를 제공한 경우, 공지의 피드/포워드형 PTC의 최대 감속 시 부근의 제어 입력을 도시한 것이다. 공지예에 의한 제어 입력에 있어서는 미소한 요철은 인정되지 않고, 최대 감속 시에 있어서의 가속도의 플러스/마이너스가 3샘플 이상 연속으로 반전하지는 않는다.
본 발명은 씨크 동작의 일부분에 적용할 수도 있다. 예를 들면, 씨크 개시로부터 전압 포화가 종료하기까지의 구간을 공지의 씨크 방식으로 계산하고, 전압이 비포화 상태로 된 시점에서 본 발명을 적용하는 방법이 있다. 그 경우, 공지의 씨크 방식을 실행하는 중에도 본 발명으로 이용하는 내부 모델 연산은 필요하다. 또한, 본 발명에 따른 씨크 방식을 적용한 후, 씨크 종단에 근접한 시점에서 공지의 세틀링 모드(settling mode)로의 전환도 가능한다.
본 발명에 따르면, 자기 디스크 장치의 위치 결정 제어계에서, VCM 전류가 포화한 경우에 있어서도, 목표 트랙에 자기 헤드를 고속이며 고정밀도로 위치 결정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치에 있어서,
    주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의 샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
    헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델과,
    상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
    상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델 위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는 위치 제어 수단과,
    헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지의 여부를 검출하는 포화 검출 수단과,
    상기 위치 신호의 짝수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 홀수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 입력 제어 신호와의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 입력 제어 신호 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
  2. 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치에 있어서,
    주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
    헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델과,
    상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
    상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델 위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는 위치 제어 수단과,
    헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지를 검출하는 포화 검출 수단과,
    상기 위치 신호의 샘플링 시점보다 샘플링 주기 Ts의 전반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 후반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 입력 제어 신호와의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 입력 제어 신호 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
    을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
  3. 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치에 있어서,
    주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의 샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
    헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델과,
    상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts에 대하여 2Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
    상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델 위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는 위치 제어 수단과,
    헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지의 여부를 검출하는 포화 검출 수단과,
    상기 위치 신호의 짝수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 홀수회째 샘플링 시점 시에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 하고, 또한 상기 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호의 차의 절대값이 미리 정한 임계치를 초과하고 있을 때에는 이들 두 개의 모델 피드백 제어 신호의 평균값을 진동 보상 입력으로 하고, 상기 절대값이 상기 임계치를 초과하고 있지 않을 때에는 상기 입력 제어 신호를 진동 보상 입력으로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 진동 보상 입력과의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 진동 보상 입력 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
    을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
  4. 자기 기록 매체의 기록 및 재생 중 적어도 한쪽을 행하는 헤드를 목표 위치로 이동시키기 위한 위치 결정 제어 장치에 있어서,
    주어진 목표 위치로 헤드를 이동시키는 씨크 시간 및 그 씨크 시간 내의 헤드의 위치 궤도 및 속도 궤도를 헤드 위치 검출 수단에 의해 검출된 위치 신호의 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 궤도 생성 수단과,
    헤드 구동 신호가 출력되고 나서 위치 신호가 검출되어 출력되기까지의 헤드 구동 수단을 포함하는 헤드계의 강체 모델 및 무효 시간 모델과,
    상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도가 상기 위치 신호의 다음의 샘플링 시점에서 상기 위치 궤도 및 속도 궤도의 각각과 일치하도록 하기 위한 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호를 상기 샘플링 주기 Ts마다 산출하는 모델 제어 수단과,
    상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 산출된 위치 피드백용 모델 위치와 상기 검출된 위치 신호와의 편차에 기초하여 피드백 제어 신호를 산출하는 위치 제어 수단과,
    헤드 구동 수단에 흐르는 구동 전류가 포화되어 있는지의 여부를 검출하는 포화 검출 수단과,
    상기 위치 신호의 샘플링 시점보다 샘플링 주기 Ts 전반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제1 모델 피드백 제어 신호를, 후반의 (1/2)Ts 동안에는 상기 제2 모델 피드백 제어 신호를 입력 제어 신호로 하고, 또한 상기 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호의 차의 절대값이 미리 정한 임계치를 초과하고 있을 때에는 이들 두 개의 모델 피드백 제어 신호의 평균값을 진동 보상 입력으로 하고, 상기 절대값이 상기 임계치를 초과하고 있지 않을 때에는 상기 입력 제어 신호를 진동 보상 입력으로 함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 강체 모델 입력으로 하고, 또한 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호와 상기 진동 보상 입력과의 합을 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 강체 모델에의 모델 입력으로 하고, 또한 상기 진동 보상 입력 또는 상기 헤드 가속도를 상기 헤드 구동 신호로서 상기 헤드계로 출력하는 전환 수단
    을 포함한 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 헤드계의 공진 모델을 부가하여 이 모델과 상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 상기 위치 피드백용 모델 위치를 산출함과 함께, 상기 전환 수단은 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 입력 제어 신호를 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 헤드계의 공진 모델을 부가하여 이 모델과 상기 강체 모델 및 무효 시간 모델을 이용하여 상기 위치 피드백용 모델 위치를 산출함과 함께, 상기 포화 검출 수단에 의해 상기 구동 전류가 포화되어 있지 않다고 판정되었을 때에는 상기 진동 보상 입력을 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하고, 상기 구동 전류가 포화되어 있다고 판정되었을 때에는 상기 구동 전류에 대응하는 헤드 가속도로부터 상기 위치 제어 수단에 의해 산출된 피드백 제어 신호를 뺀 신호를 상기 공진 모델에의 모델 입력으로 하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
  7. 제1항, 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 모델 제어 수단은 시간 Tu를 상기 위치 신호의 샘플링 주기 Ts와 동등한 값으로 하고, 상기 위치 궤도 및 속도 궤도를 각각 Pt, Vt로 하여 상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도를 각각 Pm, Vm으로 하였을 때, 상기 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호 Umf 및 Ums를 수학식 Umf=(1/Tu2)(Pt-Pm)-(1/2Tu)(Vt+3Vm), 및 Ums=(1/Tu2)(-Pt+Pm)+(1/2Tu)(3Vt+Vm)에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
  8. 제2항, 제4항 또는 제6항에 있어서,
    상기 모델 제어 수단은 시간 Tu를 상기 위치 신호의 샘플링 주기 Ts의 절반 값으로 하고, 상기 위치 궤도 및 속도 궤도를 각각 Pt, Vt로 하여 상기 강체 모델에 의해 산출된 강체 모델 위치 및 강체 모델 속도를 각각 Pm, Vm으로 하였을 때, 상기 제1 및 제2 모델 피드백 제어 신호 Umf 및 Ums를 수학식 Umf=(1/Tu2)(Pt-Pm)-(1/2Tu)(Vt+3Vm), 및 Ums=(1/Tu2)(-Pt+Pm)+(1/2Tu)(3Vt+Vm)에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
KR10-2002-0071030A 2001-11-16 2002-11-15 위치 결정 제어 장치 KR100487042B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001351925A JP3796435B2 (ja) 2001-11-16 2001-11-16 位置決め制御装置
JPJP-P-2001-00351925 2001-11-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030041089A true KR20030041089A (ko) 2003-05-23
KR100487042B1 KR100487042B1 (ko) 2005-05-06

Family

ID=19164169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0071030A KR100487042B1 (ko) 2001-11-16 2002-11-15 위치 결정 제어 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6819522B2 (ko)
JP (1) JP3796435B2 (ko)
KR (1) KR100487042B1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3658339B2 (ja) * 2001-05-17 2005-06-08 キヤノン株式会社 モータの制御のための方法及び装置
JP3658340B2 (ja) * 2001-05-17 2005-06-08 キヤノン株式会社 モータの制御のための方法及び装置
JP4010867B2 (ja) * 2002-05-14 2007-11-21 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 位置決め制御装置
JP4378456B2 (ja) * 2003-05-30 2009-12-09 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気ディスク装置
KR100555523B1 (ko) * 2003-10-31 2006-03-03 삼성전자주식회사 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법 및 장치
KR100744127B1 (ko) 2006-02-09 2007-08-01 삼성전자주식회사 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법, 장치,저장매체와 이를 이용한 디스크 드라이브
EP2163906B1 (en) * 2008-09-16 2014-02-26 Mitutoyo Corporation Method of detecting a movement of a measuring probe and measuring instrument
EP2211187B1 (en) * 2009-01-14 2013-10-02 Mitutoyo Corporation Method of actuating a system, apparatus for modifying a control signal for actuation of a system and method of tuning such an apparatus
JP2013069358A (ja) * 2011-09-20 2013-04-18 Toshiba Corp 磁気ディスク装置およびヘッドの制御方法
US9007714B1 (en) 2014-07-18 2015-04-14 Western Digital Technologies Inc. Data storage device comprising slew rate anti-windup compensation for microactuator
US10109308B1 (en) 2018-03-22 2018-10-23 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device using programmable deglitch window to detect saturation of VCM current control
US10699745B1 (en) * 2019-06-28 2020-06-30 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device defining track trajectory to reduce AC track squeeze

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4775903A (en) * 1986-10-14 1988-10-04 Hewlett-Packard Company Sampled servo seek and track follow system for a magnetic disc drive
JPH04508A (ja) 1990-04-17 1992-01-06 Sony Corp ヘツド位置決め装置
DE69227434T2 (de) * 1991-11-22 1999-03-18 Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa Positionsregelsystem
US5510939A (en) * 1992-07-16 1996-04-23 Micropolis Corporation Disk drive with adaptive positioning
JP3091984B2 (ja) * 1992-09-04 2000-09-25 株式会社日立製作所 ディスク記憶装置
JPH08255023A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Nec Corp 位置決め制御方法，位置決め制御装置およびこれを利用したヘッド位置決め制御装置
JPH09320222A (ja) * 1996-05-30 1997-12-12 Toshiba Corp 磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め制御方法およびヘッド位置決め制御システム
US5898286A (en) * 1997-01-13 1999-04-27 International Business Machines Corporation Digital servo control system for a data recording disk file with improved saturation modelling
US6088188A (en) * 1997-02-10 2000-07-11 International Business Machines Corporation System and method for determining when hard disk drive power amplifier is saturated
US6153997A (en) * 1998-01-13 2000-11-28 Hitachi, Ltd. Disk apparatus and method of controlling disk apparatus
JPH11328891A (ja) * 1998-05-11 1999-11-30 Nec Ibaraki Ltd 制御装置及び磁気ディスク装置及びこれらの制御方法
US6515818B1 (en) * 1999-03-11 2003-02-04 Iomega Corporation Track follow at quarter track with narrow heads using non-conventional ordering of quadrature fields
US6140791A (en) * 1999-06-10 2000-10-31 Samsung Information Systems America Method and apparatus for controlling the acceleration trajectory of positioning a high-velocity transducer and for reducing the harmonic content thereof
JP2001135050A (ja) 1999-11-08 2001-05-18 Hitachi Electronics Eng Co Ltd 磁気ヘッドの位置決め装置
US6744590B2 (en) * 2000-09-14 2004-06-01 Samsung Electronics Co., Inc. Seek trajectory adaptation in sinusoidal seek servo hard disk drives
US6574070B2 (en) * 2001-08-09 2003-06-03 Seagate Technology Llc Model reference generator for a disc drive

Also Published As

Publication number Publication date
US20030095354A1 (en) 2003-05-22
KR100487042B1 (ko) 2005-05-06
JP3796435B2 (ja) 2006-07-12
US6819522B2 (en) 2004-11-16
JP2003157630A (ja) 2003-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100377982B1 (ko) 고속 변환기를 위치시키는 가속 궤적을 제어하고 그고조파 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치
KR100487042B1 (ko) 위치 결정 제어 장치
JP2616746B2 (ja) 磁気ディスク装置
US7161761B2 (en) Magnetic disk drive with feedback control
JP3030513B2 (ja) ディスク記録装置
JP4010867B2 (ja) 位置決め制御装置
JPH0973618A (ja) ディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム及びそのシステムに適用する速度制御方法
KR20070109828A (ko) 자기 디스크 장치 및 헤드위치 제어방법
JP4378456B2 (ja) 磁気ディスク装置
US6744591B2 (en) Positioning control method
KR100406453B1 (ko) 디스크 기억 장치 및 헤드 위치 결정 방법
JPH1115501A (ja) デジタル制御におけるバングバング制御の有限整定入力による補正方法
JP2001195850A (ja) 位置決め制御装置
JP4279272B2 (ja) ２段アクチュエータ制御装置
JP3710641B2 (ja) ２段アクチュエータ制御装置
JPH10269675A (ja) ディスク記憶装置
JP2918030B2 (ja) ディジタル制御方式
JP2002352534A (ja) 位置決め制御装置
JP2586651B2 (ja) ディスク装置のトラック追従制御装置
JP3705788B2 (ja) ２段アクチュエータ制御装置
JPH08329630A (ja) ディスク記録装置
JPH056635A (ja) 磁気デイスク装置
JPH09306125A (ja) 磁気ディスク装置のサーボシステム
JPH10199168A (ja) ディスク記憶装置
JP2621439B2 (ja) ディスク装置の位置決め装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110318

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee